中國古代計量淵遠流長

中國古代計量淵遠流長

　　中國古代計量的發生，可以追溯到四五千年前的原始社會末期。隨著農業、畜牧業和手工業之間的社會分工擴大以及交換關系的發展，開始提出對時間、長度、容量、重量等計量的需要。古書記載，黃帝創立了度、量、衡、里、畝五個量，其時的大撓作甲子以紀日，堯帝命令羲、和兩人參照日月、星辰制定歷法，舜帝外出巡視時協調各部落氏族的日月和四時季節，統一音律和度量衡。夏禹以自己的身長、體重作為長度和重量的標準等。這些傳說記載，在一定程度上反映了古代計量發展的萌芽情況。真正有信物可證的，有傳世的商代(公元前16世紀～約前1060年)骨尺，尺長15.8厘米，一分十寸格。商代甲骨文中已采用干支記日法，還有“十三月”的記載，表明商代歷法中已有閏月。西周(公元前11世紀～前771年)的青銅器銘文中，記有“寽”、“勻”為重量單位的名稱。從銘文記事得知，周王室和領主貴族以一定量的銅作為賞賜、交換的等價物，可推測在金屬貨幣出現以前或同時，即在殷商后期或西周早期，重量計量已經產生并得到應用。而由于營造宮室城垣，制造舟車、兵器以及天文測量、治理水患、丈量土地、盛量谷物等的需要，時間、長度、容量等計量可能比重量計量發生得更早。

　　春秋戰國時期(公元前770～221年)，各諸侯國實行“粟米之征，布縷之征”，給公侯大夫致粟千斛萬鐘之祿；豪商巨賈身纏黃金萬鎰，結駟連騎，經商致富；城市繁榮，手工業興盛。封建經濟的發展，促進這一時期的計量迅速發展起來。一些諸侯國有各自的度量衡計量單位制和不同的計量器具系列。容量器在魯國有釜、庾、秉，齊國有豆、區、釜、鐘、秦國為升、斗、桶。秦、燕、楚、三晉用天平砝碼稱重，單位為石、鈞、斤、兩、銖、累，非十進制。戰國秦以六尺為步，二百四十方步為一畝。戰國中晚期，各諸侯國的度量衡量制，經過改革和整頓更為完備。隨著各國間經濟文化交流，戰爭兼并，計量單位制漸趨統一，但由于傳統習慣的影響，仍保留著地區性的單位名稱，單位量值參差不一，這種大體一致而各有差異的狀況，就是其后秦始皇統一中國度量衡的成熟條件。

　　統一性和法制性是計量特征的兩個重要方面。秦二十六年(公元前221年)，秦始皇統一全國后，實行“一法度衡石丈尺，車同軌，書同文字”等一系列鞏固中央集權的措施。以皇帝最高權威，頒布統一度量衡的詔令，命令丞相隗狀、王綰和李斯等“法度量、則不壹、歉(嫌)疑者，皆明壹之”。立下法令，把度量衡單位制統一起來。詔令40個字，用統一的官方格式和小篆體鑄刻在度量衡器物上，規定凡“舟輿所載，日月所照”都要遵照執行。同時監制了成套的權衡和容量標準器，頒發全國各地，把商鞅在戰國秦實施一百多年的度量衡單位推行到全國，至今留傳下來的秦權和秦量有70多件，制造精良，量值準確，從發現或出土的地點看，幾乎遍及四方邊遠，可見秦朝統一命令在遼闊的疆域內有效地實施。秦朝統一的度量衡制沿用了2000多年，形成了我國計量單位制獨特的體系。

嚴格實行計量單位制的法制管理，遠早于秦代?！抖Y記》和《周禮》都記載有先秦時期管理度量衡的制度，規定仲春仲秋之日，日夜同長，同度量，正權衡，校斗桶。還記有主管度量衡的官職。在中國歷史博物館陳列的戰國齊“子樂子銅釜”，它是齊國關卡使用的量器，器腹鐫刻109個金文，記著違反度量衡管理的懲處律令。1975年在湖北云夢睡虎地秦墓出土的1000多支秦律竹簡中，《工律》規定官方一年一度校正度量衡器。在《效律》中還嚴格規定了衡器和量器允許誤差的范圍，超差的就要對主管人員罰以兵器鎧甲或盾牌。這些文物是我國2000年多年前度量衡法制管理的歷史見證。

　　秦以后歷代，開國紀元，都要重新校定度量衡標準器，頒布度量衡制度、法令，列為國家典章。唐永徽年間(650～655年)制定的《唐律疏議》規定，國家度量衡由太府寺主管，每年八月校正度量衡器，如不按規定校驗，私自制造或使用不合格的度量衡器具；稱重官府的財物增減不平的，都要處以嚴酷的杖刑。監校者沒有發覺或知情不報的也連同治罪?！缎绿茣?、《柳仲郢》傳記:柳仲郢任京都行政長官，嚴禁使用私制的權衡量器，在長安東西市設置了標準斗秤，供貿易使用。有一個倉吏竟敢私制斗秤“入票違約”，柳仲郢下令把他殺了并陳尸示眾。從此，沒有人再敢以身試法了。這則故事可證唐代執法嚴厲。宋元明清各代都依唐律，把度量衡制列為本朝法典，并頒發標準器和定期校定。北京故宮博物院太和殿前丹陛兩側陳列著兩件計量器具，一件是乾隆年間制造的鎦金銅嘉量，另一件是測量太陽時的日晷，這是清政權穩固的象征物。歷史的淵源，展示我國古代計量法制管理的繼承性。

　　我國2000多年創立的計量測試技術是古代文明的基礎。以其高超的水平應用于經濟、生產、科學、文化以及人民生活各個方面，促進了社會生產力的發展。

　　歷代的計量標準器都依據科學原理精心制作。秦孝公十八年(公元前344年)，商鞅監制頒發的銅方升，刻銘以當時的應用數學分數定義十六有五分之一立方寸的體積為一升的容量。如今實測容積比原設計數大1%。西漢末年，新朝始建國元年(公元9年)制作一批標準器，其中新莽銅嘉量，巧妙地把尺度、容量、重量三個單位量組合在同一個器物上，器型為龠、合、升、斗、斛五個量，制作中既要形成五個容量單位量的結構，又要滿足斛深一尺、斛重二鈞的規格。器壁正面有81字總銘，每個量器上各有分銘、標明尺寸和容積。制造工藝相當復雜，當時采用的圓周率為3.1547。歷代數學家、律歷學家都以它為標準考校秦漢度量衡單位的量值。此器歷盡滄桑，如今完整無恙地保存在臺灣故宮博物院。

一些高水平的計量測量器具也應需要被發明創造出來。春秋(公元前770～前221年)末期，楚國已使用小型權衡器——天平砝碼稱量黃金貨幣，按杠桿原理制作精巧，最小的砝碼只有0.2克，當時稱量的金飾件可以精確到四分之一銖，相當于16毫克。新朝制作的新莽銅卡尺，可以測量工件的圓徑和孔的深度，這項重大的發明適應當時手工業成批生產提高測量工效的需要。據考證，我國在公元一世紀的東漢時期已有了桿秤，這是對世界計量技術的重大貢獻。三國時魏武帝曹操(155～220年)的兒子曹沖稱象的故事，說明當時已能利用浮力原理解決大秤量的技術問題。唐代制作一批精美的象牙尺，采用浮雕和撥鏤工藝，牙尺既是測量工具又是藝術珍品，朝廷用來賞賜功臣和贈送外國使者，日本遣唐使帶回的彩色唐牙尺，至今珍藏在日本古都奈良正倉院，這是中日兩國交流度量衡技術和友好往來的歷史見證。北宋初年，發現太府舊權衡器失準，影響朝廷收入，并出現使用權衡器作弊而引起諸多訴訟糾紛。內藏庫官員劉承王圭(950～1013年)奉命重新考定了標準砝碼，創制了兩種小型精密戥秤，規定了防止舞弊正確使用大型權衡器的操作方法。給內外府和四方大都頒發了新的權衡標準器。經過徹底整改，不僅使權衡計量納入公正公平軌道，而且加快推進了唐代以來將衡重的“兩、銖、累、黍”非十進制，改為“兩、錢、分、厘、毫”十進制的進程。

　　把長度、容量、重量三個物理量建立起自然物標準，在我國秦漢時期已積累了這方面的知識并實驗應用。西漢末年，律歷學家劉歆(？～23年)用積累和黃鐘律管互相參校，定出長度、容量、重量的單位標準量。這種利用音頻原理和黍的容重特性，使度量衡三個量之間建立起參數關系，在一定條件下是合理的。又如史書記:“黃金方寸，而重一斤”，“水一升，冬重十三兩”這些參數關系都是科學的。古時檢定度量衡器具十分強調時令，都選擇春分秋分時節進行，因為這時“晝夜均而寒暑平”氣溫適中，晝夜溫差小，校正度量衡器具不會受溫度變化的影響。古人還認識到“懸羽與炭而知燥濕之氣”，“煤故炭輕，濕故炭重”測量濕度的知識。在掌握度量衡技術方面，對自然規律有深入的了解。千百年來，祖先們接連不斷地進行計量測試實踐活動，積累了豐富的認識自然、改造自然的知識和經驗，留下了彌足珍貴的度量衡文物，在中國燦爛的古代科學文明中，譜寫下光輝的一頁。

古代計量儀器